巴西电网骨干输电线路紧凑串型研究及节能导线配套金具研制

巴西电网骨干输电线路紧凑串型研究及节能导线配套金具研制

刘杰吉青

（成都电力金具总厂四川成都61000）

摘要：巴西做为金砖五国之一，是拉美第一经济大国，近年来经济发展较好，电力需求增长迅速，电力市场投资空间大、监管体制透明，是海外市场的重中之重。作为竞争巴西市场的技术支持，本文就巴西电网骨干输电线路使用串型和配套金具做了以下工作：研究了国际电工委员会（IEC）标准和巴西本国电力标准NBR7095，并融会贯通到产品设计、工艺路线、包装运输等各方面；根据巴西电网的要求，进行了紧凑金具串及串型配套金具的研制；完成了节能导线ACAR1000MCM铝合金芯铝绞线配套金具的研制。

关键词：巴西电网、紧凑串型、节能导线、优化设计

1引言

目前，我国的电气输电线路，高铁等技术均处于世界领先地位。党中央、国务院大力的推广中国企业“走出去”，处于世界领先地位的高铁技术是第一个“走出去”的项目，而同样处于世界领先地位的电气输电线路则是接下来最被看好的“走出去”的项目。目前，国家电网公司认真贯彻党中央、国务院“走出去”的战略部署，积极开拓海外市场。作为输电线路配套设备厂家，我们也紧跟“走出去”的步伐。本项目是国内金具厂家首次进入巴西市场的研制项目。

巴西电网骨干输电线路在以下方面与国内输电线路有一定的差异，第一是电气环境考虑重点与国内不一致，在雷击中金具串型对绝缘子的保护作用有明确的考核，因此，全线使用招弧角；第二是串型有更为紧凑的特点，采用特制的十字型联板、招弧角直接安装在碗头上等方法缩短串长；第三是串型电气试验项目与要求与国内不同，因此需要根据巴西电网的要求，对串型进行研究设计；第四是使用ACAR1000MCM铝合金芯铝绞线，该导线配套的悬垂线夹、耐张线夹、接续管等机械性能指标均与钢芯铝绞线配套产品有较大差异，是本课题的主要攻关点，需要在设计、工艺等方面均需在以往线路基础上加以突破，才能满足设计的要求。

2主要涉及的海外标准

IEC61284架空线路--金具要求和试验

IEC60060-1高电压试验技术第1部分：一般定义和试验要求

IEC61467标称电压1000V以上架空输电线路绝缘装置--绝缘装置交流电弧测试

NBR7095输电线路、高压和超高压变电站电工器材

NBR6323钢铁或铸铁产品热浸镀锌技术标准

3串型研制

3.1ACAR1000MCM导线用悬垂I型串串型的研制

考虑到悬垂I型串所应用的铁塔结构中串之间的间距较小，因此需要尽可能的缩短I型串的串长，尽可能的减少金具的种类和长度。同时，考虑到对于绝缘子的保护，因此在串型中采用招弧角代替传统500kV输电线路上使用的均压环来防雷防电晕，保护绝缘子串。串型中，上招弧角安装在球头挂环上，下招弧角安装在LX型联板上，大大的缩短了串型的长度，不仅满足了串型结构设计的要求，同时满足了串型的电气性能要求。

四分裂布线联板采用整体式悬垂联板，悬垂联板预留了安装重锤片的螺栓孔，根据需要可加装重锤片。联板下方开了一个矩形槽，以适应巴西当地联板的安装施工机具。悬垂线夹安装在悬垂联板之上，相对于联板可旋转±25°。

3.2ACAR1000MCM导线用悬垂V型串串型的研制

悬垂V型串采用GD挂点金具，联塔螺栓顺线路布置。该串型采用U型环与EB挂点连接，每肢上设计有PT型调整板调整肢长。串型中，上招弧角安装在球头挂环上，下招弧角安装在LX型联板上。

四分裂布线联板采用整体式悬垂联板，悬垂联板设计了带点检修孔，以适应巴西当地带线检修施工机具。悬垂线夹安装在悬垂联板之上，相对于联板可旋转±25°。

3.3ACAR1000MCM导线用耐张串串型的研制

如图3-3所示，耐张塔采用单挂点双联四分裂耐张串，双联间距457mm。绝缘子串与杆塔的连接采用两个GD型饼挂点，接配套U形环，通过PD型挂板，L型联板、QS型球头挂环接绝缘子串一端，绝缘子串另一端主要由碗头挂板经十字型联板，U型环与二联板组合完成四分裂布线。再通过PT型调整板、延长拉杆等金具接至Z型挂板，与四根子导线锚固了的耐张线夹刚锚，完成整串的连接。跳线采用直跳。四根子导线分上、下两层，每层的两根金具串长度一致，下层通过U型环、延长拉杆调整与金具的长度差值，以使四根跳线位于边长为457mm的正方形的顶点上。该串型结构主要有以下特点：

（1）挂点金具采用GD挂点，结构紧凑，转动灵活，受力合理，尤其适用于耐张串；

（2）均压环与屏蔽环设计为整体式的下招弧角，串型简洁，既能起到均压及屏蔽作用，也能与上招弧角配合起到招弧的作用。

（3）串型中采用了十字交叉型联板，上端与两串水平排列的绝缘子相连接，下端与垂直上下两层导线连接，然后再采用L型二分裂联板分别将上下两层导线分裂，最终形成四分裂排布。本串型中采用了十字交叉型联板代替了以往用二分裂联板连接绝缘子，然后采用U型环等结构加上二分裂联板再将串型分裂成上下两层的结构，大大的缩短了串长，节约了金具数量。

4主要配套金具研制

4.1ACAR1000MCM导线用耐张线夹的研制

本项目所使用的ACAR1000MCM为铝合金芯铝绞线，采用高强度铝合金丝替代普通钢芯铝绞线中的钢芯和部分铝线。在等总截面的应用条件下，铝合金芯铝绞线具有比钢芯铝导线能耗低、重量轻等优点。

在进行串型试验时，我们发现这种二次压接的耐张线夹压接步骤繁琐，施工工作量大，因此借鉴了国外对于该类型导线耐张线夹的设计经验，将该类型导线类比纯铝绞线设计，没有更改线夹的外部结构，只是取消了铝合金芯的压接部分，将导线与铝管本体进行一次压接即可。结构如图，大大的简化了耐张线夹的结构，减少了耐张线夹的部件数量。这样只要采用一个压接模具，进行一次压接即可压好耐张线夹，节约了生产成本，也大大的减少了现场施工的工作量，节约了施工时的成本。

4.2十字型联板的研制

在我国500kV输电线路中，若需要在双联绝缘子耐张串中将导线分裂为4根，多采用先用二分裂L型联板绝缘子链接起来，然后通过U型环等金具再与二分裂联板相连接，将导线分为上下两层，之后采用二分裂L型联板分别将上下两层导线分裂，最终形成四分裂导线的结构。而在本次串型中，采用十字型联板直接将水平排布的绝缘子串分裂成了上下两层导线，代替了原来二分裂联板——U型环——二分裂联板的结构型式，大大的缩短了串长，减少了金具的数量。

第一次设计十字型联板时，我们采用焊接的型式，将两个L型联板焊接在一起。此方法在批量生产时焊接工作量大，并且结合国外工程不喜欢采用焊接结构的特点，我们对联板进行了优化，采用4个角钢固定住两片L型联板。该结构没有焊接的部位，采用角钢与螺栓连接的结构型式，结构的可靠性更高；且在制造过程中节约了大量的工作量，降低了生产的成本；同时，螺栓型的十字型联板可以在工地组装，因此在运输时比焊接型的十字型联板更节约空间，降低了运输的成本。

3个串型分别进行了电晕及无线电干扰试验试验，全部通过试验。其中耐张串试验的检查结果如下：

（1）可视起晕电压3组试验结果均大于318kV。

（2）在318kV电压下，无线电干扰电压值为126μV，试验通过。

5.2电弧试验

电弧试验是业主指定要求的试验项目，而国内并不对金具串型进行此试验。因此我们需要学习该试验的标准及试验方法、试验要求等。电弧试验参考标准为IEC61467-1997《标称电压1000V以上架空输电线路绝缘装置——绝缘装置交流电弧测试》。

试验要求：在规定的试验设备下（图5-2），测试电路的频率为50Hz，测试电压500kV时，加载短路电流50kA，每次持续时间为0.1s-0.1s-0.1s-0.3s（业主要求）。检查绝缘子串操作安全性条件，包括机械和电气性能。

6结束语

本项目成功研制出满足巴西电网500kV骨干输电线路运行的金具串图配套及金具产品。相比国内同类金具产品，该项目金具产品能够符合巴西本国电力金具标准NBR7095要求，能够满足更高要求的电晕、无线电干扰、可听噪音试验，能够满足电弧试验要求（国内无此试验要求），能够使串型更加紧凑，类比国内金具串型，可以节省铁塔高度，降低工程造价，总体优于国内同类型产品；同时该项目导线主要在国外应用，国内无相关导线配套产品，填补了国内空白。

相比国外同类金具产品，本项目金具研制吸收了中国先进电网配套产品研制经验，质量更优、安全性更高，成本更低。研究成果直接运用于巴西特里斯皮尔斯500kV输电线路工程的建设中，积累了海外供货的经验，为国内装备制造企业走出国门提供了一定的借鉴意义。

参考文献

[1]董吉谔．电力金具手册[M]．中国电力出版社，2010150-194．

[2]GB/T2314-2008,电力金具通用技术条件[S].北京:中国标准出版社,2009.

[3]赵强,左石.输电线路金具理论与应用[M].北京:中国电力出版社,2013.

[4]何健,陈光.新型铝合金芯铝绞线在输电线路中的应用[J].吉林电力,2010（2）：48-51.